Evaluaciones del Curso Conversión de Energía Eléctrica III CT-4311 

Abril-Julio 2009

Primer Parcial 15 de Mayo 25% Tarea I: 5%
Segundo Parcial 5 de Junio 30% Tarea II: 5%
Tercer Parcial 10 de Julio 30% Tarea III: 5%

Horario:

     
  Martes 7:30-9:30 ENE-103  
  Viernes 9:30-12:30 ENE-103  
       
Carnet Apellido Nombre Pacial I Parcial II Parcial III Tarea
I
Tarea II Tarea III Total Definitiva
      25% 30% 30% 5% 5% 5% 100% Base 5
0436715 Bande  Christian 16 28 11 0 0 0 55 TRES
0436968 Fernandez Kristina 23 11 11 5 4 2 56 TRES
0437093 Gutierrez Jesus 21 13 18 5 5 0 62 TRES
0437096 Gutierrez Ana 25 17 16 5 4 0 67 TRES
0437430 Pláceres Carlos 23 20 6 5 0 0 54 TRES
0437538 Romero Víctor 21 16 15 5 4 0 61
TRES
0437751 Escobar Félix 1 11 0 4 4 0 20 DOS
0538439 Luk Javier 23 20 6 5 3 0 56 TRES
0538796 Ribecca José 22 22 21 5 5 5 80 CUATRO
0538821 Rodríguez Tony 23 12 11 5 2 0 53 TRES
0538912 Sanchez Francisco 23 22 24 5 5 5 85 CINCO
0539058 Vives Valmore 15 11 16 5 4 0 51 TRES
Promedios 19,67 16,92 12,92 4,5 3,33 1,00 58,33 3,17
 

Tarea No.1 (15-5-09)


Máquinas Eléctricas III
CT-3311

Determine un algoritmo que permita evaluar el comportamiento de la máquina sincrónica de polos salientes incluyendo el efecto de la resistencia del circuito estatórico, tanto en el caso del problema directo como el inverso


Examen No.1 (15-5-09)
Máquinas Eléctricas III
CT-3311

Una máquina sincrónica de polos salientes tiene los siguientes datos de placa:

V n =13,8 kV Sn=200 MVA cos ϕn=0,8660 ifn = 253A if max = 424,86A f = 60Hz p = 5

Cuando la máquina opera como condensador sincrónico, entrega 100MV AR con una tensión en bornes de 14,49kV y 380,1A en la bobina de campo. Determine:

  1. Las reactancia del eje directo y cuadratura.
  2. Corriente de campo necesaria para motorizar un molino de clinker de 150MW a factor de potencia 0,800 capacitivo.
  3. Factor de potencia, ángulo de carga y corriente de armadura si la máquina genera 150MW a tensión 13,11kV y corriente de campo nominal.

Solución:

  1. Xd = 0.95Xq = 0.65
  2. If = 203A
  3. fp = 0.95cap ; δ = 33,34oIa = 210A

Tarea No.2 (5-6-09)


Máquinas Eléctricas III
CT-3311

Una máquina sincrónica de polos salientes de 10 MVA de potencia nominal, 3 kV, fp nominal 0.8, 3 pares de polos, 60 Hz, corriente de campo nominal 100 A, tiene una reactancia de cortocircuito de 0.9 pu y la de cuadratura es 0.55 pu. La reactancia de dispersión es de 0.15 pu. Las pérdidas óhmicas del estator son del 0.5% en el punto nominal La característica de vacío es lineal hasta un 80% de la tensión nominal y en este punto el campo consume 50 A. Para corrientes mayores se puede aproximar a una recta que pasa el punto correspondiente a la tensión nominal, a la corriente de campo nominal.

  1. Calcule La corriente de campo necesaria para motorizar una carga de 9 MW y -1.5 MVAR.
  2. Determine el ángulo de carga y los reactivos requeridos cuando se acciona el generador con 6 MW y corriente de campo máxima.
  3. Dibuje los lugares geométricos de las potencias activa y reactiva, corriente de armadura y fuerza electromotriz del campo a tensión nominal.
  4. Obtenga las curvas en "V" a 0.95, 1.0 y 1.05 de la tensión nominal de armadura, representando las potencias P={0,.2,.4,.6,.8,1.0,1.2} y los fp={cap,.2,.4,.6,.8,1.0,.8,.6,.4,.2,ind}.
  • Esta tarea preferiblemente debe ser entregada en formato digital a la dirección jose.aller@gmail.com
  • Las respuestas deben incluir los cálculos o programas que generan las correspondientes curvas o lugares geométricos.
  • Se puede utilizar cualquier entorno de programación de bajo o alto nivel(C++, Matlab, Mathematica, Scilab, Octave, Basic, Fortran, Visual C,Pascal, Mathcad, Maple, java, etc.)
  • Serán anuladas todas las tareas clonadas o repetidas, esta es una asignación individual.
  • Los mejores resultados serán  publicados en esta página web.

Examen No.2 (5-6-09)
Máquinas Eléctricas III
CT-3311
Una máquina sincrónica de polos salientes tiene los siguientes datos de placa:

V n =416 V   Sn=10 kVA   cos ϕn=0,75   ifn = 3A   if max = 4,8A   Xσ = 0,15    f = 60Hz  p = 2

Cuando la máquina opera con una corriente de campo de 2,015 A y potencia activa nominal, se consumen 6,614 kVAR. La característica de vacío se puede aproximar a la curva:

Ef = 2(1- e-0,7if) pu

Determine:

  1. Los parámetros (lineales) de la máquina sincrónica.
  2. Si la máquina entrega a una carga mecánica de 8kW con una corriente de campo de 4 A, cuando la tensión es de 440 V, ¿Qué potencia reactiva y ángulo de carga tiene en estas condiciones?
  3. ¿Cuánta corriente de campo se requiere para generar 8 kW con factor de potencia 0,8 capacitivo si la tensión es de 430 V?

Soluciones:

Las dos mejores tareas resueltas son de Francisco Sanchez y José Ribecca, ambas pueden ser descargadas en el enlace correspondiente en formato rar.


Tarea No.3 (10-7-09)


Máquinas Eléctricas III
CT-3311

Modelar el comportamiento dinámico de una máquina sincrónica de polos salientes con devanados amortiguadores. Los datos de la máquina en el sistema adimensional de unidades, son los siguientes:

Re = 0.01 Rf = 0.01 Lσe = 0.1 Lσf = 0.15 Ld = 1.0 Lq = 0.6
Ldf = 0.9
2= 500
Rad = 0.02 Raq = 0.02 Lad = 1.0
Laq = 0.6
Lad-d = 0.93 Laq-q = 0.53
Lad-f = 0.85
L = 0.07

La corriente de campo nominal produce la tensión nominal en la condición de vacío. El motor sincrónico acciona una bomba cuya característica es:

2

La máquina se arranca a la red trifásica manteniendo la bobina de campo en cortocircuito hasta que alcanza el punto de equilibrio ωm ωs. Una vez alcanzado este punto, se inyecta en el campo la corriente nominal. Finalmente, se somete la máquina a un cortocircuito brusco. Determine y represente gráficamente, todas las corrientes, velocidades y ángulos de carga que definen el comportamiento del motor durante su arranque, operación normal y cortocircuito brusco.

Solución



Examen No.3 (10-7-09)
Máquinas Eléctricas III
CT-3311

Una máquina sincrónica de polos salientes de cinco pares de polos, tiene los siguientes datos de placa:

V n =13,8 kV Sn=5 MV A cos ϕn=0,85 ifn = 200A f = 60Hz H = 2,0s
Xd = 1,05pu Xq = 0,65puLσe = 0,08pu σf = 0,15 Re = Rf = 0,005puRa = 3%

La máquina se encuentra acoplada a una barra infinita cuya tensión es de 14,5kV y entrega a la red 4,5MW con la corriente nominal de campo. Determine:

  1. Las ecuaciones completas de la máquina (tensión y par), expresando todos los parámetros en por unidad de una base coherente.
  2. La corriente instantánea después de un cortocircuito brusco, despreciando el efecto de los devanados amortiguadores.
  3. Las corrientes transitorias y subtransitorias aproximadas, si la tensión de la barra infinita se deprime un 20 % y la potencia eléctrica se mantiene prácticamente constante durante la perturbación.
  4. Las corrientes transitorias y subtransitorias aproximadas, durante un cortocircuito en bornes de la máquina.
  5. La frecuencia, amplitud y duración de las pequeñas oscilaciones cuando se aplica un escalón del 5 % en el par mecánico.
  6. Dibuje el diagrama de bloques completo de la máquina con devanados amortiguadores para su modelación transitoria en Simulink con sus correspondientes valores numéricos e incluyendo la ecuación del par.